環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響

程中華，李廉水，劉　軍

(1.南京信息工程大學(xué) 中國制造業(yè)發(fā)展研究院，江蘇 南京 210044；2.東南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 211189)

環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響

程中華1,2，李廉水1,2，劉軍1

(1.南京信息工程大學(xué) 中國制造業(yè)發(fā)展研究院，江蘇 南京 210044；2.東南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 211189)

摘要：能源回彈效應(yīng)的存在使技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響變得復(fù)雜。采用Malmquist-Luenberger生產(chǎn)率指數(shù)對存在環(huán)境約束下的技術(shù)進(jìn)步及其分解進(jìn)行測算，并利用中國1998—2013年30個省(區(qū))的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用動態(tài)空間面板模型實證分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響，研究表明：技術(shù)進(jìn)步整體上保持了良好發(fā)展態(tài)勢，且有利于能源效率的提升；科技進(jìn)步是推動技術(shù)進(jìn)步的主要因素，但由于能源回彈效應(yīng)的存在，使科技進(jìn)步對能源效率的提升作用不顯著；技術(shù)效率改善推動技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)相對較少，但能顯著推動能源效率的提升。

關(guān)鍵詞：技術(shù)進(jìn)步；科技進(jìn)步；技術(shù)效率；能源效率；動態(tài)空間面板模型

一、引言

長期以來，中國以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了能源的巨大損耗和環(huán)境的嚴(yán)重污染，能源緊缺和環(huán)境污染問題已經(jīng)變得極其緊迫和嚴(yán)峻，而面對日益緊張的減排壓力和能源短缺，既要維持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長，又要實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，提高能源效率就成了解決問題的關(guān)鍵所在。然而，相比主要發(fā)達(dá)國家，中國的能源效率還較為低下，因此如何提高能源效率對中國節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展就顯得尤為重要。影響能源效率的原因是多方面的，自然因素、結(jié)構(gòu)因素、政策因素等都對能源效率產(chǎn)生影響，而從技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角來看，技術(shù)進(jìn)步是影響能源效率的重要因素，但由于能源回彈效應(yīng)的存在，使技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響變得復(fù)雜。本文結(jié)合動態(tài)空間面板模型分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響，以期為中國節(jié)能減排和能源政策提供更加可靠的參考依據(jù)。

二、文獻(xiàn)綜述

關(guān)于能源效率影響因素的研究較多，學(xué)者們主要從兩大方面展開討論：一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。由于不同行業(yè)的生產(chǎn)率水平存在較大差異，因此當(dāng)能源要素從低生產(chǎn)率行業(yè)向高生產(chǎn)率行業(yè)轉(zhuǎn)移時，就會提升經(jīng)濟(jì)體總的能源效率，這就意味著行業(yè)或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，尤其是工業(yè)與服務(wù)業(yè)以及工業(yè)內(nèi)部輕重結(jié)構(gòu)的變化，這些都是影響能源效率的主要原因。然而，學(xué)者們得出的有關(guān)結(jié)論卻存在較大差異：一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有利于能源效率提升[1]，也有部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不一定帶來能源效率提升甚至具有反作用[2]，而造成研究結(jié)論不同的部分原因則在于分析時期、變量和數(shù)據(jù)選取以及實證方法的不同。二是技術(shù)進(jìn)步。技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步既可以增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，又可以減少能源消耗，是能源效率提升的本質(zhì)來源[3]，但對于技術(shù)進(jìn)步的衡量一直是學(xué)術(shù)界的一大難題，學(xué)者們主要采用兩類方法衡量技術(shù)進(jìn)步：一是基于不同的研發(fā)投入和產(chǎn)出視角，選取專利數(shù)量、科技人員數(shù)量、研發(fā)經(jīng)費支出等作為技術(shù)進(jìn)步的代理變量[4]；二是采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(DEA)或隨機(jī)前沿分析方法(SFA)，測度全要素生產(chǎn)率作為廣義技術(shù)進(jìn)步的代理變量[5-6]。比較上述兩類方法，采用研發(fā)投入或產(chǎn)出衡量技術(shù)進(jìn)步過于狹義，因為研發(fā)投入和產(chǎn)出僅是技術(shù)進(jìn)步的影響因素和物化型表現(xiàn)，并非真正意義上的技術(shù)進(jìn)步，而采用全要素生產(chǎn)率作為技術(shù)進(jìn)步的代理指標(biāo)，則更能全面地概括技術(shù)進(jìn)步的含義。鑒于此，本文采用全要素生產(chǎn)率衡量技術(shù)進(jìn)步(文中所指的技術(shù)進(jìn)步均為廣義上的技術(shù)進(jìn)步)。許多學(xué)者利用DEA或SFA測算技術(shù)進(jìn)步，并將其分解為科技進(jìn)步和技術(shù)效率，進(jìn)而分析其對能源效率的影響，但研究結(jié)論卻存在較大差異：一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)技術(shù)效率改善是能源效率提升的主要動力，而科技進(jìn)步對能源效率提升的貢獻(xiàn)度相對較低[7]；還有一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)科技進(jìn)步是能源效率提升的主要因素，而技術(shù)效率改善對能源效率提升的貢獻(xiàn)相對較少[5]。

通過對上述文獻(xiàn)的梳理可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)于技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響研究已經(jīng)取得了豐富的成果，但還是存在以下研究不足：第一，上述文獻(xiàn)在利用DEA或SFA測算全要素生產(chǎn)率時，僅考慮GDP是由能源與資本、勞動力共同組合的結(jié)果，而沒有把環(huán)境要素的約束融入全要素生產(chǎn)率的測度，這無法全面地反映能源消耗所產(chǎn)生的“好產(chǎn)出”和“壞產(chǎn)出”的兩面性，有可能會對經(jīng)濟(jì)績效和社會福利產(chǎn)生偏誤評價[8]；第二，從實證方法上來看，上述研究大都是采用普通面板或動態(tài)面板進(jìn)行回歸分析，而忽視了能源效率的空間效應(yīng)。事實上，能源效率在地區(qū)之間存在的極化(回波)效應(yīng)和擴(kuò)散(涓滴)效應(yīng)，可以擴(kuò)大或縮小能源效率的地區(qū)差異[9]。由此可見，上述研究因缺乏空間視角，難以真正反映能源效率影響因素的空間演化機(jī)制。 在既有研究的基礎(chǔ)上，本文嘗試從以下兩個方面做出努力：其一，本文引入Malmquist-Luenberger(ML)生產(chǎn)率指數(shù)，對存在環(huán)境約束下的全要素生產(chǎn)率及其分解進(jìn)行測算；其二，本文采用動態(tài)空間面板模型，分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步、科技進(jìn)步和技術(shù)效率對能源效率的影響。

三、模型建立、變量說明與數(shù)據(jù)來源

(一)理論框架分析

借鑒Fisher-Vanden等人的研究思路[10]，假定各省生產(chǎn)過程需要物質(zhì)資本(K)、勞動力(L)、能源(E)和原材料(M)，并假定各省生產(chǎn)過程均采用Cobb-Douglas成本函數(shù)：

C(PK,PL,PE,PM,Q)

(1)

其中A為技術(shù)水平，Q為產(chǎn)出水平，PK,PL,PE,PM分別為物質(zhì)資本、勞動力、能源和原材料的名義價格，αJ代表各投入要素的產(chǎn)出彈性。對于各省(區(qū))而言，技術(shù)水平越高，則可使平均生產(chǎn)成本整體下降，因此本文設(shè)定的成本函數(shù)與技術(shù)水平負(fù)相關(guān)。根據(jù)Shephard引理，通過成本最小化分析，能源需求可以用成本函數(shù)對能源價格求偏導(dǎo)數(shù)得出：

(2)

其中E為生產(chǎn)中能源投入量。進(jìn)一步假定產(chǎn)出的價格取決于4種投入要素的價格，即：

(3)

E=αE·A-1·PQ·Q/PE

(4)

由式(4)可以發(fā)現(xiàn)，以能源強(qiáng)度倒數(shù)表征的能源效率(Q/E)取決于技術(shù)水平和實際能源價格，并且能源效率與技術(shù)水平和實際能源價格均呈正比關(guān)系。根據(jù)上述分析，本文采用全要素生產(chǎn)率(即技術(shù)進(jìn)步)衡量技術(shù)水平。在式(4)的基礎(chǔ)上，將能源效率影響因素的計量模型設(shè)定如下：

lnEEit

=β0+β1lnMLit+β2lnEPit+δlnXit+εit

(5)

其中EE為能源效率，ML為技術(shù)進(jìn)步，EP表示能源價格，ε表示隨機(jī)擾動項，X表示影響能源效率的其它重要因素，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的研究，本文主要考慮了以下變量：人力資本(EDU)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整(IS)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(IU)、能源消費結(jié)構(gòu)(ES)和外商直接投資(FDI)。

(二)動態(tài)空間面板模型的建立

本文的研究重點為分析環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響，考慮到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的連續(xù)性特征以及能源效率的空間效應(yīng)，在上述理論框架分析的基礎(chǔ)上，納入能源效率的一階滯后項和空間滯后項，構(gòu)建如下動態(tài)空間面板模型：

β1lnMLit+β2lnEPit+δlnXit+ηi+vt+εit

(6)其中τ為能源效率一階滯后項的回歸系數(shù)，反映了前期相關(guān)因素對本期的影響；ρ和λ分別表示空間滯后回歸系數(shù)和空間誤差回歸系數(shù)，反映了能源效率的空間效應(yīng)；Wij為空間權(quán)重矩陣，反映了各地區(qū)之間的空間聯(lián)系，并以各省(區(qū))省會之間直線距離的倒數(shù)作為權(quán)重；ηi為地區(qū)效應(yīng)，νt為時間效應(yīng)，εit為隨機(jī)擾動項，分別表示影響能源效率的不同維度隨機(jī)干擾。

(三)變量說明

1.被解釋變量。能源效率(EE)：采用各省(區(qū))GDP與能源消費總量的比值來計算能源效率，其中各省(區(qū))GDP以1998年為基期進(jìn)行了平減。

2.核心解釋變量。全要素生產(chǎn)率及其分解：為了將環(huán)境要素納入分析框架，參考Fare等人構(gòu)造的方向性距離函數(shù)[11]，建立了包含期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的生產(chǎn)可能性集合，并采用Malmquist-luenberger生產(chǎn)率指數(shù)對全要素生產(chǎn)率(ML)進(jìn)行了測算,并在此基礎(chǔ)上將其繼續(xù)分解為科技進(jìn)步(MLTC)和技術(shù)效率(MLEC)，其中科技進(jìn)步反映了決策單元兩期前沿面的移動幅度，主要是指科技創(chuàng)新、發(fā)明、專利等“硬”技術(shù)進(jìn)步；技術(shù)效率反映了決策單元最佳生產(chǎn)前沿的移動幅度，主要是指管理創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新、制度創(chuàng)新等“軟”技術(shù)進(jìn)步。采用MAXDEA軟件對全要素生產(chǎn)率及其分解進(jìn)行了測算，相關(guān)指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理說明如下：資本投入：參考張軍等人采用永續(xù)盤存法對各省資本存量進(jìn)行了核算[12]；勞動投入：采用各省(區(qū))年末就業(yè)人數(shù)作為勞動投入；能源投入：采用各省(區(qū))能源消費總量作為能源投入；期望產(chǎn)出：采用各省(區(qū))GDP作為期望產(chǎn)出指標(biāo)，同時以1998年為基期進(jìn)行了平減；非期望產(chǎn)出：參考許和連等人采用熵權(quán)法計算綜合環(huán)境污染指數(shù)[13]。

3.控制變量。能源價格(EP)：一般來說，提高能源價格會促使經(jīng)濟(jì)體改善經(jīng)營和管理，使用新的節(jié)能裝備或技術(shù)，從而有利于能源效率提升。采用各省(區(qū))燃料動力購進(jìn)價格指數(shù)衡量能源價格；人力資本水平(EDU)：人力資本的增強(qiáng)有利于新知識、新技術(shù)的獲取和傳播，是推動技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵因素，從而有利于能源效率提升。參考劉軍等人采用各省(區(qū))勞動者平均受教育年限衡量人力資本水平[14]；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整(IS)：由于工業(yè)和服務(wù)業(yè)的能源效率存在顯著差異，因此當(dāng)能源要素從工業(yè)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)移時，就會促進(jìn)經(jīng)濟(jì)體總的能源效率的提升，采用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占各地區(qū)生產(chǎn)總值的比重衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整強(qiáng)度；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(IU)：由于高技術(shù)行業(yè)與低技術(shù)行業(yè)的能源效率存在較大差異，因此當(dāng)能源要素從低技術(shù)行業(yè)向高技術(shù)行業(yè)轉(zhuǎn)移時，就可以提升經(jīng)濟(jì)體總的能源效率，采用高技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占各地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的比重衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級強(qiáng)度；外商直接投資(fdi)：外商直接投資可以通過競爭效應(yīng)、溢出效應(yīng)和關(guān)聯(lián)效應(yīng)促進(jìn)地區(qū)能源效率的提升，采用各省(區(qū))年度實際外商投資額占GDP的比重衡量外商直接投資(筆者預(yù)期上述控制變量對能源效率都有顯著的正向影響)；能源消費結(jié)構(gòu)(ES)：由于煤炭與石油、天然氣、電力之間的熱效率差距較大，因此能源消費結(jié)構(gòu)對于能源效率具有重要影響。本文采用煤炭消費量占能源消費總量的比重衡量能源消費結(jié)構(gòu)，預(yù)期其對能源效率具有顯著負(fù)向影響。

(四)數(shù)據(jù)來源

根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性和有效性原則，本文選取了中國大陸30個省(區(qū))1998—2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，西藏由于數(shù)據(jù)不全未列入分析范圍，其中數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》(1999—2014)、《中國能源統(tǒng)計年鑒》(1999—2014)、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》(1999—2014)和《中國人口統(tǒng)計年鑒》(1999—2014)。

四、空間相關(guān)性檢驗與回歸結(jié)果分析

(一)技術(shù)進(jìn)步及其分解數(shù)據(jù)分析

從表1可得出以下幾點發(fā)現(xiàn)：第一，技術(shù)進(jìn)步除了2002—2003年和2004—2005年這兩年有所降低以外，其余時間段均保持了一定程度的提高，這意味著中國技術(shù)進(jìn)步整體上保持了良好發(fā)展態(tài)勢；科技進(jìn)步在整個時間段均保持了不同程度的提高，這表明表征“硬”技術(shù)進(jìn)步的新技術(shù)、新發(fā)明和專利越來越多，在理想狀態(tài)下中國能夠達(dá)到的技術(shù)水平越來越高；技術(shù)效率在2005年之前處于惡化階段，但之后一直處于改善階段，這表明隨著時間的推移，表征“軟”技術(shù)進(jìn)步的技術(shù)應(yīng)用能力、管理能力和實踐能力越來越強(qiáng)，現(xiàn)存技術(shù)水平與理想技術(shù)水平之間的差距逐漸由大變小，這意味著技術(shù)進(jìn)步由前期的科技進(jìn)步單獨驅(qū)動逐漸改變?yōu)橛煽萍歼M(jìn)步和技術(shù)效率改善共同驅(qū)動。第二，在考察期內(nèi)，科技進(jìn)步是推動技術(shù)進(jìn)步的主要因素，而技術(shù)效率改善對技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)程度相對較低，但是隨著時間的推移，科技進(jìn)步對技術(shù)進(jìn)步的推動作用逐漸減弱，而技術(shù)效率改善推動技術(shù)進(jìn)步的作用越來越強(qiáng)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是：2005年之前，中國的市場化程度和管理水平相對較低，制度安排也相對不完善，存在較為嚴(yán)重的重復(fù)建設(shè)、能源浪費和產(chǎn)能過剩，從而導(dǎo)致技術(shù)效率惡化，這段時間技術(shù)進(jìn)步主要靠科技進(jìn)步單獨驅(qū)動；2005年之后，隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的逐步深化，市場機(jī)制逐步完善，管理水平不斷提升，制度安排更加合理和完善，技術(shù)應(yīng)用能力不斷增強(qiáng)，技術(shù)效率由惡化變?yōu)楦纳疲@段時間技術(shù)進(jìn)步由科技進(jìn)步和技術(shù)效率改善共同驅(qū)動，并且隨著時間的推移，中國的二次創(chuàng)新能力和技術(shù)應(yīng)用能力越來越強(qiáng)，技術(shù)效率改善推動技術(shù)進(jìn)步的作用也越來越明顯。

表1　1998—2013年中國技術(shù)進(jìn)步及其分解數(shù)據(jù)表

(二)空間相關(guān)性檢驗

為了驗證地區(qū)能源效率之間是否存在空間關(guān)聯(lián)和集聚效應(yīng)，本文采用空間相關(guān)性檢驗進(jìn)行統(tǒng)計性分析。對于能源效率的全局空間自相關(guān)性，采用Moran'sI指數(shù)進(jìn)行檢驗，計算公式為：

Moran'sI

(7)

(8)

根據(jù)1998—2013年中國各地區(qū)能源效率，結(jié)合上述計算公式，可得到歷年的Moran'sI指數(shù)及其統(tǒng)計檢驗。從表2可以發(fā)現(xiàn)，中國地區(qū)能源效率的Moran'sI指數(shù)在1998—2013年間均為正且都通過了1%的顯著性檢驗，這表明中國地區(qū)能源效率之間具有顯著的全局空間正自相關(guān)性，即能源效率較高(低)的地區(qū)存在明顯的空間集聚效應(yīng)。隨著時間的推移，Moran'sI指數(shù)呈現(xiàn)波動性的遞增趨勢，這表明地區(qū)能源效率的空間集聚效應(yīng)越來越強(qiáng)。

表2　中國地區(qū)能源效率的Moran's I指數(shù)及其統(tǒng)計檢驗

注：*、**、***分別表示通過10%、5%、1%水平下的顯著性檢驗。

為了進(jìn)一步分析能源效率的局部空間關(guān)聯(lián)模式，本文采用局部空間關(guān)聯(lián)指標(biāo)LISA進(jìn)行統(tǒng)計性分析(見圖1～4)。從LISA集聚圖可以發(fā)現(xiàn)：從1998—2013年，地區(qū)能源效率的高值集聚區(qū)逐漸增多，但主要集中在江蘇、上海、浙江、福建等東部沿海地區(qū)，這主要是因為這些地區(qū)工業(yè)化水平高、科技創(chuàng)新能力強(qiáng)、裝備技術(shù)水平高和高端化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)使得這些地區(qū)能源效率高，而對于這些地區(qū)來說，應(yīng)加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和升級，不斷提高科技創(chuàng)新能力，大力發(fā)展新型能源和可再生能源，利用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和技術(shù)進(jìn)步不斷提高能源效率；低值集聚區(qū)從1998—2013年變化不大，主要集中在寧夏、甘肅、青海等西部地區(qū)，這主要是因為這些地區(qū)工業(yè)化水平低、裝備技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)配套條件較差、經(jīng)濟(jì)增長極較少，從而使這些地區(qū)能源效率低，而對于這些地區(qū)來說，應(yīng)促使能源要素從低生產(chǎn)率行業(yè)或部門向高生產(chǎn)率行業(yè)或部門轉(zhuǎn)移，努力提高裝備技術(shù)水平，結(jié)合“一路一帶”戰(zhàn)略培育新的經(jīng)濟(jì)增長極。

圖1　1998年能源效率LISA集聚圖

圖2　2003年能源效率LISA集聚圖

圖3　2008年能源效率LISA集聚圖

圖4　2013年能源效率LISA集聚圖

(三)回歸結(jié)果分析

由于能源效率在空間上表現(xiàn)出的自相關(guān)性和變異性，傳統(tǒng)的計量方法由于沒有考慮空間效應(yīng)，必然會帶來估計和分析的偏誤。因此，本文采用動態(tài)空間面板模型進(jìn)行實證分析，同時采用普通動態(tài)面板模型和靜態(tài)空間面板模型進(jìn)行對比分析和穩(wěn)健性檢驗。對于空間面板模型采取SAR模型還是SEM模型，本文采用LM檢驗及其穩(wěn)健性檢驗來選擇。通過比較LM檢驗值和穩(wěn)健LM檢驗值，靜態(tài)空間面板模型和動態(tài)空間面板模型均采用SAR模型進(jìn)行估計。對于動態(tài)面板模型估計方法的選擇，普通動態(tài)面板模型和動態(tài)空間面板模型均采用系統(tǒng)GMM方法進(jìn)行估計。

表3中，通過比較三個模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，各解釋變量的系數(shù)符號基本一致，只是數(shù)值大小和顯著性水平存在一定差異，這說明模型的回歸結(jié)果較為穩(wěn)??；通過比較普通動態(tài)面板模型和動態(tài)空間面板模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，兩個模型存在一定差異，這主要是因為地區(qū)之間在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上存在空間聯(lián)動和協(xié)同發(fā)展，周圍地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然會通過溢出效應(yīng)和聯(lián)動效應(yīng)作用于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而普通動態(tài)面板模型忽視了這種空間效應(yīng)，必然會帶來估計的偏誤，當(dāng)納入能源效率空間滯后項之后，其系數(shù)為正且通過了1%的顯著性檢驗，充分驗證了能源效率的空間特征；通過比較靜態(tài)空間面板模型和動態(tài)空間面板模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，兩個模型也存在一定差異，這主要是因為能源投入和產(chǎn)出作為連續(xù)動態(tài)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，前一期的鋪墊和積累必然會通過經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人力資本、技術(shù)水平等因素表現(xiàn)出來，并且會作用于本期或滯后若干期的生產(chǎn)活動，而靜態(tài)空間面板模型由于忽視了這種動態(tài)效應(yīng)，必然會帶來估計的偏誤，當(dāng)納入能源效率一階滯后項之后，其系數(shù)為正且都通過了1%的顯著性檢驗，充分驗證了能源效率的動態(tài)特征。因此，本文選擇動態(tài)空間面板模型作為最終的解釋模型。

從動態(tài)空間面板模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率對能源效率的影響系數(shù)顯著為正，而科技進(jìn)步對能源效率的影響作用不顯著，這表明整體上而言，技術(shù)進(jìn)步有利于中國能源效率的提升，但在技術(shù)進(jìn)步提升能源效率的過程當(dāng)中，技術(shù)效率改善發(fā)揮了主要作用，而技術(shù)進(jìn)步對能源效率提升的作用不顯著，本文給出的可能解釋是：技術(shù)創(chuàng)新包括三種形式，即原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新，其中科技進(jìn)步主要源于原始創(chuàng)新，而技術(shù)效率改善則主要源于集成創(chuàng)新和消化吸收再創(chuàng)新等二次創(chuàng)新。通常情況下，技術(shù)效率改善通過二次創(chuàng)新直接或間接作用于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，可以縮小經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與技術(shù)前沿面的距離，不斷提高經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用能力和管理水平，并能夠有效提升對現(xiàn)有能源的利用能力，而科技進(jìn)步對能源效率提升作用的不顯著可能與能源回彈效應(yīng)密切相關(guān)。由于科技進(jìn)步可以引起技術(shù)前沿面的移動，能夠帶來新技術(shù)和新產(chǎn)品的快速發(fā)展，從而引致大規(guī)模的消費需求，進(jìn)而帶來能源消耗量和污染物排放量的急劇增加，使技術(shù)層面能效改進(jìn)所產(chǎn)生的節(jié)能效應(yīng)和污染物減排效應(yīng)被資本深化和產(chǎn)出增長所帶來的新一輪能源消費和污染物排放所蠶食，從而導(dǎo)致科技進(jìn)步對能源效率的影響作用不顯著甚至為負(fù)向影響。

表3　技術(shù)進(jìn)步及其分解對能源效率影響的估計結(jié)果表

注：*，**、***分別表示在10%、5%、1%的顯著性水平下顯著；括號內(nèi)為漸進(jìn)的t統(tǒng)計量。

從控制變量來看，能源價格對能源效率影響作用不顯著，可能的原因有以下三個方面：第一，中國的能源價格多是政府指導(dǎo)價格，缺乏彈性，無法體現(xiàn)出能源的相對稀缺性，并不利于能源的合理配置；第二，由于保增長和穩(wěn)物價兩大經(jīng)濟(jì)政策的考慮，政府過多地對能源價格實行管制，使得能源價格偏低，這必然會帶來能源的過度使用，阻礙了能源效率的提升；第三，能源價格作用不顯著可能與指標(biāo)選取不合適有一定關(guān)聯(lián)，而本文采用的各省(區(qū))燃料動力購進(jìn)價格指數(shù)衡量能源價格，可能無法全面反映實際能源價格。外商直接投資對能源效率的影響作用也不顯著，這可能是因為外商在中國地區(qū)的投資結(jié)構(gòu)仍以低技術(shù)、高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)為主，不僅沒有帶來顯著的知識和技術(shù)外溢，還帶來了能源的較大損耗，從而對能源效率提升作用不明顯。人力資本、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級對能源效率提升具有顯著正向影響，而能源消費結(jié)構(gòu)對能源效率提升為顯著負(fù)向影響，這些都與筆者的理論預(yù)期相一致。

五、結(jié)論與啟示

本文采用動態(tài)空間面板模型實證分析了環(huán)境約束下技術(shù)進(jìn)步對能源效率的影響，研究結(jié)論表明：技術(shù)進(jìn)步整體上表現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，且有利于能源效率的提升；科技進(jìn)步是推動技術(shù)進(jìn)步的主要因素，但對能源效率提升作用不顯著，這主要是因為科技進(jìn)步能顯著帶來能源回彈效應(yīng)；技術(shù)效率改善推動技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)相對較少，但有利于能源效率的提升。依據(jù)以上結(jié)論，本文的啟示如下：

其一，依靠科技進(jìn)步提升能源效率。通過技術(shù)研發(fā)大力發(fā)展可再生和新型能源，加強(qiáng)天然氣、煤層氣、頁巖氣的勘探開采與應(yīng)用，不斷提高可再生能源和新型能源在制造業(yè)耗能中的比重；利用科技進(jìn)步對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造、升級和更新，逐步降低制造業(yè)企業(yè)對煤炭資源的過度依賴，轉(zhuǎn)而利用其他高效率、低排放能源；其二，依靠技術(shù)效率改善提升能源效率。利用互聯(lián)網(wǎng)+提高企業(yè)的信息化程度，逐步建立和完善成本控制、財務(wù)管理、生產(chǎn)流程控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理等現(xiàn)代管理體系，鼓勵企業(yè)進(jìn)行集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新等二次創(chuàng)新活動，不斷提高對現(xiàn)有能源有效利用的能力；其三，利用政府稅收政策限制能源回彈效應(yīng)。依靠增加能源稅、資源稅和環(huán)境稅等稅收手段對能源價格和能源消費進(jìn)行調(diào)節(jié)，將能源使用的環(huán)境外部成本內(nèi)部化，在科技進(jìn)步的基礎(chǔ)上控制能源價格，從而較好地控制能源回彈效應(yīng)。

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(責(zé)任編輯：郭詩夢)

The Effect of Technological Progress on Energy Efficiency under Environmental Constrains

CHENG Zhong-hua1,2, LI Lian-shui1,2, LIU Jun1

(1.China Institute of Manufacturing Development, Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 210044, China； 2.School of Economics and Management, Southeast University, Nanjing 211189, China)

Abstract:The effect of technological progress on energy efficiency was complex because of energy rebound effect. The paper measured technological progress and its decomposition under environmental constraints using Malmquist-Luenberger productivity index. Then using statistical data from 30 provinces in 1998-2013 years, the paper empirically analyzed the effect of technological progress under environmental constraints on energy efficiency using dynamic spatial panel model. The results showed that on the whole technological progress maintained a good momentum and was conducive to the improvement of energy efficiency. The science and technological progress was the main contribution to promoting technological progress, but its effect on the improvement of energy efficiency was not significant because of energy rebound effect. The contribution of technological efficiency on technological progress was relatively small, but it can help promote energy efficiency significantly.

Key words:technological progress; scientific and technological progress; technological efficiency; energy efficiency; dynamic spatial panel model

收稿日期：2015-12-15；修復(fù)日期：2016-03-02

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目《環(huán)境規(guī)制下我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級研究》(71173116)；教育部哲學(xué)社會科學(xué)發(fā)展報告項目《中國制造業(yè)發(fā)展研究報告》(13JBG004)；江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃項目《產(chǎn)業(yè)集聚與制造業(yè)新型化發(fā)展》(KYZZ15_0068)

作者簡介：程中華，男，山東泰安人，博士生，講師，研究方向：能源經(jīng)濟(jì)學(xué)；

中圖分類號：F062.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1007-3116(2016)06-0070-07

李廉水，男，江蘇泰州人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：創(chuàng)新管理與制造業(yè)發(fā)展；

劉軍，男，安徽宿州人，管理科學(xué)與工程博士，副教授，研究方向：產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

【統(tǒng)計應(yīng)用研究】